Чи взаємозамінні мікро- та макроелементи в харчуванні рослин?

Забезпечення сільськогосподарських культур повноцінним та збалансованим харчуванням – одне з головних агрономічних завдань, правильне вирішення якого дозволяє рослинам успішно розвиватися та формувати високі врожаї. Потреба рослинних організмів у хімічних елементах, необхідні їхньої функціональної діяльності, неоднакова, але кожен із новачків грає у житті рослин особливу роль. У найбільших кількостях поглинаються культурами азот, фосфор і калій (N, P, K), що є групою макроелементів. Мезоелементи - Кальцій (Ca), магній (Mg) і сірка (S), займають проміжне положення за обсягами споживання рослинами. Незважаючи на те, що культури потребують дуже малої кількості таких елементів як натрій (Na), залізо (Fe), хлор (Cl), марганець (Mn), цинк (Zn), бор (B), молібден (Mo), мідь (Cu), кобальт (Co), бром (Br), ванадій (V), нікель (Ni), кремній (Si) та багатьох інших, об'єднаних під назвою мікроелементиВсі вони також мають дуже важливе значення в життєдіяльності рослин.

Загалом у клітинах рослин виявлено близько 75 хімічних елементів періодичної системи Менделєєва, які входять до складу ферментів, гормонів, вітамінів та інших біологічно активних сполук, виконують кожну свою специфічну функцію та забезпечують нормальне зростання та розвиток культур. І хоча призначення кожного їх ще недостатньо вивчено, важливість присутності їх у харчуванні культур очевидна. «Елементами життя» називають вчені групу мікроелементів, яких потребують рослинні організми.Вони необхідні для побудови ферментних систем (біокаталізаторів) всім рослинам, і замінити їх іншими елементами (макро- чи мезо-) неможливо.

Для нормальної життєдіяльності культурам потрібна достатня кількість понад 30 мікроелементів, що включають як метали (Cu, Zn, Со, Mo, Mn та ін.), так і неметали (I, Si, Se, Br, F, В та ін.), які входять до складу різних хімічних сполук, що містяться у ґрунті. Але лише невелика частина мікроелементів у ґрунтовому розчині знаходиться в рухомій формі, що легко засвоюється рослинами. Тому при поповненні їх нестачі слід враховувати форму сполук (ступінь доступності для рослинного організму), в якій вони будуть знаходитися в грунті.

Більшість мікроелементів (крім бору) входять до складу ферментів та виконують функції активних каталізаторів, що прискорюють дуже важливі біохімічні реакції у рослинах. Бор локалізується у субстраті, де утворює вуглеводно-боратний комплекс, беручи участь у переміщенні цукрів через мембрани клітин рослин. Незначні кількості мікроелементів у комплексній дії посилюють свої каталітичні функції та мають великий вплив на перебіг життєвих процесів у культурах. З іншого боку, вони впливають спрямованість біохімічних процесів. Наприклад, мідь захищає хлорофіл від руйнування та сприяє майже дворазовому збільшенню доз азоту та фосфору. Марганець регулює співвідношення дво- та тривалентного заліза в клітинах рослин. На відновлення культур після підморожування позитивний вплив мають бор і марганець, вони ж сприяють протіканню в них фотосинтезу.Мікродобрива здатні також усувати хвороби рослин, що виникли внаслідок неправильного співвідношення макроелементів (N, P, K) у їхньому харчуванні.

Для культур однаково шкідливий як недолік, так і надлишок мікроелементів, але в ґрунтовому розчині, як правило, спостерігається їхній дефіцит. Недоотримання культурами разом з поживними речовинами міді (Cu) через відсутність або труднодоступність цього елемента веде до порушення плодоутворення у злаків, цитрусових та інших рослин. Дефіцит молібдену (Mo) провокує уповільнення процесів утворення квітів у бобових культур та цвітної капусти. Недолік у харчуванні рослин бору (В) можна визначити за недорозвиненим квітколожем та відсутністю цвітіння (арахіс), відмирання бутонів (яблуня, груша), засихання суцвіть (виноград) та плодів (капуста, арахіс). У той же час його надлишок призводить до хлорозу, ураження деяких рослин грибковими захворюваннями, масової освіти галів.

Негайної загибелі культур в результаті дефіциту мікроелементів, що виник у їх харчуванні, не відбувається, але роль цих речовин у життєдіяльності рослин дуже велика. При недостатньому надходженні до клітин рослин одного або декількох мікроелементів спостерігається зниження швидкості та узгодженості перебігу фізіологічних процесів, що відповідають за розвиток рослинного організму. В результаті рослини не здатні реалізувати свій генетичний потенціал, рівень і якість їх врожайності істотно знижуються. Тому нарівні з основними елементами мінерального живлення, що містять макро- та мезоелементи, необхідно дбати і про внесення комплексних добрив, у складі яких є всі необхідні культур мікроелементи.

Мікроелементи мають вирішальне значення в активізації відновлювальних функцій тканин та опірності рослинного організму до різних захворювань. Вони незамінні у підвищенні імунітету рослин та зниженні їх сприйнятливості до паразитарних хвороб. Тільки повне забезпечення рослин усіма необхідними мікроелементами дозволяє культурам повною мірою використовувати енергію, воду та основні поживні речовини (азот, фосфор, калій), а в результаті формувати вищі врожаї.

Наскільки б не були значущими макроелементи у забезпеченні культур поживними речовинами, без достатньої кількості в ґрунті доступних форм мікроелементів застосування їх не вплине на ефективну дію для отримання якісних і високих урожаїв. Тому неприпустимо нехтувати роллю мікроелементів у харчуванні рослин під час їх вирощування. Навіть за оптимальної кількості азотних, фосфорних і калійних добрив не можна очікувати стабільних і високих результатів, якщо грунтові запаси водорозчинних форм мікродобрив недостатні.

Поділитись у соцмережах:

Макро-, мезо-, мікроелементи: джерела, взаємодія, потреби рослин

За оцінками різних дослідників, для живлення рослин необхідно від 68 до 84 елементів періодичної системи Д. І. Менделєєва. Роль далеко не всіх їх вивчена докладно. Тим не менш, загальновизнано, що певна частина знайдених у рослинах та грунті елементів є абсолютно необхідною для нормального росту та розвитку рослин, отримання добрих урожаїв.

Всі елементи, що беруть участь у мінеральному харчуванні рослин, прийнято класифікувати залежно від їхнього вмісту в рослинах та ґрунті. Зазвичай їх поділяють на макроелементи та мікроелементи.За цією класифікацією, елементи, вміст яких у перерахунку на суху речовину становить від сотих часток відсотка до кількох десятків відсотків, є макроелементами. Ті елементи, зміст не перевищує тисячних часток відсотка, відносять до мікроелементів.

Нині цю класифікацію доповнено. Частина елементів зараз відносять до мезоелементів, тобто по суті вони утворюють групу, проміжну між макро-і мікроелементами. Крім того, іноді виділяють ультрамікроелементи. Це ті елементи, зміст яких у рослинах мізерно мало, а фізіологічна роль та вплив практично не вивчені.

Якщо дотримуватися уточненої класифікації, то до макроелементів належать азот, фосфор і калій, до мезоелементів - сірка, кальцій, магній, до мікроелементів - бор, молібден, цинк, мідь, кобальт, марганець, барій, кремній, хлор, натрій, титан , ванадій, залізо, нікель, селен, літій, йод, алюміній.

Наведена класифікація, як будь-яка інша, досить умовна, і ті чи інші елементи у роботах різних авторів часом потрапляють у різні групи. Крім того, у тканинах деяких видів рослин окремі мікроелементи містяться в кількостях, характерних для макроелементів. Проте, для практичних цілей, тобто. організації мінерального харчування рослин у господарських умовах, ця класифікація досить зручна і дозволяє адекватно оцінити роль тих чи інших елементів у отриманні врожаю, правильно підібрати методи поповнення їх нестачі у ґрунті.

Макроелементи та мезоелементи необхідні рослині у досить великих кількостях, тому що є «будівельним матеріалом», в першу чергу, для білків.Мікроелементи входять до складу ферментів, вітамінів тощо. Нормальний розвиток та функціонування як окремих клітин, так і всього рослинного організму неможливе без оптимального забезпечення елементами всіх цих груп.

Відсутність чи нестача будь-якого з елементів, необхідних для зростання та розмноження, викликає цілком певні симптоми голодування. Однак, надходячи в підвищених дозах, як макро, так і мікроелементи стають токсичними для рослин і людей і тварин, що їх вживають.

Поживні речовини при кореневому харчуванні рослини одержують із ґрунту. Основним джерелом надходження мікроелементів у ґрунт є материнські ґрунтоутворюючі породи. При цьому ґрунти дуже різняться за вмістом мікроелементів. Так було в моренних лісоподібних суглинках вміст кобальту, хрому, стронцію в 2 – 2,5 разу більше, а нікелю, ванадія, титану, барію, бору, марганцю – в 3 – 4 рази більше, ніж у пісках. Торф'яно-болотні ґрунти бідні на мікроелементи. При цьому вміст мікроелементів у ґрунті збільшується в міру накопичення в ньому органічних речовин. Тобто, при внесенні гною, компосту та інших органічних добрив грунт збагачується не тільки макро-, а й мікроелементами.

Розчинність мікроелементів у ґрунтах має велике значення для їх біологічної доступності та здатності до переміщення. Тяжкі ґрунти (як лужні, так і нейтральні) добре утримують мікроелементи і тому повільно поставляють їх рослинам, що може призводити до нестачі деяких елементів. Легкі ґрунти, навпаки, можуть бути джерелом легкодоступних мікроелементів, але при цьому їх запас швидше виснажується.Тому в оцінці забезпеченості грунтів мікроелементами важливо враховувати як їх валовий зміст, а й наявність рухливих форм. Причому різниця між цими двома значеннями може бути дуже суттєвою. Наприклад, бір у рухомій формі становить лише 2 – 4% від валового вмісту цього мікроелемента, мідь, молібден, кобальт, цинк – 10 – 15%.

Забезпеченість ґрунту мікроелементами змінюється протягом вегетаційного періоду, а також залежить від інтенсивності опадів, випаровування вологи із ґрунту тощо. Залежно від цих факторів концентрації мікроелементів у ґрунтових розчинах можуть змінюватися більш ніж у 10 разів. Це необхідно враховувати під час проведення аналізів ґрунту. При цьому концентрації макроелементів, хоч також залежать від згаданих факторів, змінюються меншою мірою.

Перенесення розчинених елементів у грунті може відбуватися двома шляхами: через грунтовий розчин (дифузія) і разом з грунтовим розчином, що рухається (вимивання). Залежно від клімату цей процес має свої особливості. Так, у прохолодному вологому кліматі вимивання мікроелементів вниз за профілем ґрунту проявляється сильніше, ніж їх накопичення. А в теплому сухому кліматі найбільш характерно висхідний рух мікроелементів.

Стан та доступність мікроелементів у ґрунті залежить від його кислотності. Так, цинк, марганець, мідь, залізо, кобальт, бор легко вилуговуються в кислих ґрунтах. Але якщо pH ґрунту піднімається вище 7, ці елементи утворюють досить стійкі сполуки. Молібден і селен, навпаки, мобілізуються в лужних ґрунтах, а в кислих стають практично нерозчинними.

Рівень вмісту елементів також пов'язаний із біологічною активністю ґрунтів.Низька концентрація мікроелементів стимулює збільшення бактерій у ґрунті, а підвищений їх вміст негативно впливає на ґрунтову мікробіоту. Причому найбільш токсичні мікроелементи для бактерій, що фіксують вільний азот. У біомасі мікроорганізмів мікроелементи можуть накопичуватися в таких великих концентраціях, що це впливає на рівень їх вмісту в ґрунті загалом. При цьому пов'язані мікроорганізмами мікроелементи стають менш доступними для рослин. Також менш доступні для рослин елементи, фіксовані на оксидах, тоді як адсорбовані на глинистих мінералах найбільш доступні.

Загалом, у ґрунтах більше половини загального вмісту мікроелементів утримується органічною речовиною. Наприклад, на торфовищах у рослин нерідко виявляються симптоми дефіциту цинку, міді, молібдену, марганцю. Причина цього – сильне утримання цих елементів нерозчинними гуміновими кислотами.

Ступінь поглинання рослинами мікроелементів та інтенсивність їх зростання значною мірою залежить від наявності у ґрунті макроелементів – азоту, фосфору та калію. Так, підвищення рівня азотного харчування збільшує надходження до рослин фосфору, калію, кальцію, магнію, міді, марганцю та цинку. Але за надлишку азоту спостерігається зворотна закономірність. Надлишкові дози фосфору знижують надходження в рослину міді, заліза та марганцю. У присутності фосфатів зменшується поглинання цинку рослинами. Калій може знижувати надходження кальцію та магнію.

Мікроелементи, своєю чергою, впливають надходження у рослини макроелементів. Так, надходження азоту в рослини знижується при дефіциті заліза, марганцю та цинку. Позитивно впливають на поглинання азоту молібден та кобальт.Поглинання рослинами фосфору збільшується за наявності міді, цинку, кальцію та молібдену, але зменшується під впливом магнію та заліза. Надходження до рослин калію знижується під впливом міді, марганцю, нікелю, цинку, молібдену, заліза та бору, а зростає за наявності хлору.

Описані явища антагонізму і синергізму іонів дуже залежить від інших чинників – температури, виду рослин, реакції середовища, концентрації поживних речовин.

Інтенсивність поглинання поживних речовин рослинами також залежить від температури навколишнього середовища. Оптимальною для цього температура + 25 - + 30 °С. Якщо температура піднімається вище + 35 ° С або падає нижче + 10 - + 12 ° С, поглинання поживних речовин рослинами уповільнюється, а потім і зовсім припиняється до сприятливих умов.

Загальновідомий факт - на одному і тому ж грунті, при однаковому вмісті в ньому макро-і мікроелементів рослини різних видів почуваються по-різному. Пов'язано це з їх різними потребами в елементах живлення. Причому, ці потреби різняться навіть у ті чи інші періоди розвитку однієї й тієї ж рослини. Наприклад, для живлення проростка набагато важливіший резерв мікроелементів у насінні, ніж їх вміст у ґрунті. Але для всіх рослин та періодів їх розвитку є справедливим правило незамінності елементів, згідно з яким жоден з поживних елементів не може бути замінений іншим. Тому за браку будь-якого макро- чи мікроелемента немає сенсу намагатися збільшити врожай з допомогою внесення інших елементів. Звідси слід, що з успішного поповнення браку поживних речовин потрібно точно знати, яких саме елементів недостатньо.

Особливо чутливі до нестачі чи надлишку поживних елементів молоді рослини. У той же час є елементи, які більш необхідні рослинам саме на перших етапах розвитку. Наприклад, це стосується фосфору. У фазі активного зростання спочатку рослини більше потребують азоту, але з часом відбувається збільшення потреби калію. У період утворення бутонів та цвітіння особливо важливі фосфор та азот, а також бор.

Різні види сільськогосподарських культур досить сильно різняться за чутливістю до дефіциту мікроелементів (див. таблицю).

Для практичних цілей також важливим є показник виносу поживних речовин із урожаєм. Відносний вміст елементів мінерального харчування в основній та побічній продукції різних сільськогосподарських культур визначається, насамперед, їх видовими особливостями, а також від сорту та умов вирощування. Зокрема, капуста, картопля, цукрові буряки, соняшник, кормові коренеплоди для створення вищого врожаю споживають набагато більше поживних речовин, ніж зернові. Винесення поживних речовин із ґрунту зростає зі збільшенням урожаю. Проте витрати поживних речовин на одиницю продукції при цьому зменшуються.

Всі ці особливості слід враховувати, розробляючи стратегію і поточні плани забезпечення рослин у певному господарстві поживними елементами. У той же час необхідно пам'ятати і про те, що врожай призначений споживачам. А кінцеві споживачі сільськогосподарської продукції – люди. І, наприклад, нестача мікроелементів у плодах рослин може негативно впливати на здоров'я споживачів, як і надлишок тих чи інших речовин.

Поділитись у соцмережах: